CN101693844B - 一种植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化制备生物油的新方法，将植物生物质、聚酯、催化剂和液化剂置于带有搅拌器的反应釜中，将反应釜升温至230～280℃、加压至5～8MPa，并在此状态下保温5～40min，液化完成后，待其自然冷却到100℃时，通冷却水，使反应釜冷却至室温，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，再用有机溶剂对所得滤液和残渣进行萃取和抽提，将所得萃取液和抽提液用旋转蒸发仪在35～40℃条件下进行蒸馏，蒸馏后留在蒸馏烧瓶中的产物即为生物质液化油。本发明开辟了植物生物质和废弃聚酯利用的新途径，实现植物生物质液化条件的温和化；生物有分子量更低，提高了生物油的品质，同时提高了植物生物质和废弃聚酯的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物生物质和废弃聚酯再利用的方法；尤其是在超临界流体的作用下，利用植物生物质和废弃聚酯的协同液化作用，制备生物油的方法，具体为一种植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化制备生物油的方法。
背景技术
随着人类社会的发展，人们对石油，天然气和煤的消耗量不断增大。化石燃料的大量消耗，不仅引起了温室效应，产生了酸雨，同时使空气的质量变差，严重威胁着人类的生存环境。因此，开发利用可再生能源走可持续发展的能源道路已经引起各国政府高度重视。近几年，随着超临界技术的不断成熟，超临界流体的优良特性引起越来越多的科研人员的关注，并被广泛用于制药，化工和材料等行业；同时其优良特性也被用于生物质能的开发，并显现出广阔的开发前景。生物质属于植物固定的太阳能，我国每年可用于生产生物油的生物质有几十亿吨；每年工业和日常生活中会产生的聚酯垃圾有几百万吨，如果这些物质处理不当不仅会污染环境，还是对太阳能资源和石油资源的严重浪费。
由于生物质资源丰富、可再生性强、有利于改善环境、可持续性和物质性等优点，生物质资源的开发利用受到科学家们的极大关注。正如中国科学院和中国工程院院士石元春教授所说：“现在全球替代能源有风能、核能、太阳能、生物质能等，但前3种能源没有物质性生产能力，不能完全替代石油，因为石油衍生产品有2000多种。唯一可以完全替代石油的就是生物质能，其衍生产品也可达到2000多种”。生物质能的合理利用，可以保持自然界的碳平衡，不仅有利于农业、林业和工业的发展，而且对抑制温室效应，保护生态环境有重要意义。
自20世纪70年代以来，人们开始生物质热解液化技术的开发，虽然取得了很大的成就，但在许多方面仍然存在问题，如：到目前为止，由于各种热解技术不够完善，得到的生物油含氧量高、热值低等都不能代替石油；精制技术不完善；缺少性能好、转化率高、结焦率低的催化剂；液化机理研究不够透彻；生物质热解研究仅处于中试阶段，缺少高效反应器，生物油生产成本过高等。因此，由于技术不够成熟，生物质热裂解生产生物油尚未得到大规模工业化应用。
生物质的溶剂液化近几年研究较热，人们为了降低液化条件，采用碳酸乙烯酯、多元醇和苯酚等作为液化溶剂，但由于液化成本过高，很难实现工业化生产；水作为液化溶剂成本较低，但水的液化效果较差，超临界条件较高，对设备的承压负荷要求较高。于是，人们开始了对C1～C4的一元醇作为液化剂的液化研究。但是单独液化植物生物质仍然存在植物生物质液化率低，结焦率高，液化温度和压力高等问题，工业化生产面临较大困难。
发明内容
本发明的目的之一是克服原有植物生物质和废弃聚酯液化技术中液化温度和压力高、液化剂用量大、液化成本高和生物质液化率低的不足，提供一种植物生物质和废弃聚酯利用的新方法，即一种高效的植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化制备生物油的新方法。
按照本发明提供的技术方案，所述植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化制备生物油的方法包含如下步骤：
a1、将植物生物质、聚酯、催化剂和液化剂置于带有搅拌器的反应釜中，液化剂选用C1～C4的一元醇，催化剂的用量为植物生物质质量的1％～10％，液化剂的加入量为植物生物质与聚酯质量之和的4～8倍，植物生物质与聚酯质量之比为2/1～2/4，将反应釜升温至230～280℃、加压至5～8MPa，并在此状态下保温5～40min；
b1、将步骤a1液化完成后，待其自然冷却到100℃时，通冷却水，使反应釜冷却至室温，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，再用有机溶剂对所得滤液和残渣进行萃取和抽提，将所得萃取液和抽提液用旋转蒸发仪在35～40℃条件下进行蒸馏，蒸馏后留在蒸馏烧瓶中的产物即为生物质液化油。
所述的催化剂为碳酸钠、氢氧化钠、硫化钠、质量百分浓度为98％的浓硫酸或磷酸。
所述的聚酯为聚碳酸酯、酚醛树脂、聚苯乙烯树脂或ABS塑料。
所述的液化溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
所述的萃取和抽提所用的有机溶剂为氯仿、四氯化碳、苯或甲苯。
所述的植物生物质为含有纤维素、半纤维素和木质素的木质纤维类物质，如：麦草秸杆、水稻秸杆、玉米秸秆和木材废料(锯末、枝桠材等)。
文中所说的生物质液化率计算方法：
生物质中有机质质量＝绝干生物质的质量-灰分的质量；
残渣的质量＝液化剩余物-灰分的质量；
由于植物生物质和聚酯单独液化的温度和压力均较大、残渣率高、液固比高、很难工业化生产，并且产物分子量较大，利用较困难。聚酯的超临界降解产物，如：苯酚、双酚、碳酸酯等都是较好的有机溶剂，可以充当植物生物质液化的溶剂，促进植物生物质的降解；同时，聚酯富含氢，在降解的过程中，可以为植物生物质的降解提供活性氢，可用于稳定植物生物质裂解生成的产物；植物生物质可以作为聚酯降解的活性中心，促进聚酯的降解，植物生物质富含氧在降解过程中产生活性氧，可以氧化聚酯的裂解产物，加速聚酯分子链的断裂，并使聚酯进一步深度裂解成小分子；植物生物质裂解的产物也可以作为聚酯的液化剂，于是植物生物质和聚酯混合液化达到一个协同液化的效果。
通过上诉方法可以使植物生物质和聚酯液化的条件温和、减少溶剂的使用量，又可以提高植物生物质液化率，并提高生物油的品质；使植物生物质和聚酯得到高效利用。
本发明开辟了植物生物质和废弃聚酯利用的新途径，利用一元醇作为液化剂，采用超临界流体液化技术，实现了植物生物质和废弃聚酯的无公害化利用。本发明实现植物生物质液化条件温和，降低液化设备的承压负荷，提高生产的安全性，液固比低，生物质液化率高，降低液化成本，并同时提高了植物生物质和废弃聚酯的利用效率，在适宜工艺条件下，聚酯的液化率达到100％，生物质中有机质(指的是植物生物质减掉生物质中的灰分后的有机部分)的液化率最高达到90％以上。
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步阐述，其目的在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
实施例1
一、工艺参数：
玉米秸秆粉 20g
酚醛树脂 10g
乙醇用量 152ml
液化温度 230℃
液化保温时间 5min
碳酸钠(对玉米秸秆粉，wt％)10
二、具体工艺过程如下：
A1、将20g的玉米秸秆粉、10g的酚醛树脂、2g的碳酸钠和152ml的无水乙醇(密度为0.790g/ml)置于带有搅拌器的反应釜中，即催化剂的用量为植物生物质质量的10％，液化剂的加入量为植物生物质与聚酯质量之和的4倍，植物生物质与聚酯质量之比为2∶1。将玉米秸秆粉、酚醛树脂、催化剂和乙醇混合均匀，加盖密封后进行升温；将反应釜升温至230℃、加压至5MPa，并在此状态下保温5min后停止加热。
B1、将步骤A1液化完成后，待其自然冷却到100℃时，通冷却水，待反应釜冷却至室温(25℃)时，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，用氯仿对所得滤液和残渣分别进行萃取和抽提。将液化原液用70ml的氯仿萃取四次，然后用旋转蒸发仪在35℃下脱去氯仿，同时脱去水和乙醇，得到液化油份A15.44g；液化残渣用氯仿抽提至不褪色，将抽提液用旋转蒸发仪在35℃下脱去氯仿，得到液化油份B 1.91g，液化残渣105℃烘干至恒重，得到残渣5.23g。玉米秸秆有机质液化率70.94％，合并油份A和B，油份收率为61.96％。
实施例2
一、工艺参数：
麦草粉 20g
聚碳酸酯 30g
乙醇用量 380ml
液化温度 265℃
液化保温时间 15min
氢氧化钠(对麦草粉，wt％) 6
二、具体工艺过程如下：
A2、将20g绝干麦草粉、30g的聚碳酸酯、1.2g氢氧化钠和380ml无水乙醇(密度为0.790g/ml)置于带有搅拌器的反应釜中，即催化剂的用量为植物生物质质量的6％，液化剂的加入量为植物生物质与聚酯质量之和的6倍，植物生物质与聚酯质量之比为2∶3；将麦草粉、聚碳酸酯、催化剂和乙醇混合均匀，加盖密封后进行升温；加热到265℃，加压至6.5MPa；并在此状态下保温15min后停止加热。
B2、将步骤A2液化完成后，待其自然冷却到100℃时，通冷却水，加快降温速度；待反应釜冷却至室温(25℃)时，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，用氯仿对所得滤液和残渣分别进行萃取和抽提。将液化原液用70ml的氯仿萃取四次，然后用旋转蒸发仪在40℃下脱去氯仿，同时脱去水和乙醇，得到液化油份A35.88g。液化残渣用氯仿抽提至不褪色，抽提液用旋转蒸发仪在40℃下脱去氯仿，得到液化油份B2.08g，液化残渣105℃烘干至恒重，得到残渣1.87g。麦草有机质液化率89.62％，合并油份A和B，油份收率为79.08％。
实施例3
一、工艺参数：
木材粉 20g
ABS塑料 40g
甲醇用量 455ml
液化温度 280℃
液化保温时间 30min
硫化钠(对木材粉，wt％) 10
二、具体工艺过程如下：
A3、将20g绝干木材粉、40gABS塑料、2g硫化钠和455ml无水甲醇(密度为0.792g/ml)置于带有搅拌器的反应釜中，即催化剂的用量为植物生物质质量的10％，液化剂的加入量为植物生物质与聚酯质量之和的6倍，植物生物质与聚酯质量之比为1∶2。将木材粉、ABS塑料、催化剂和甲醇混合均匀，加盖密封后进行升温；加热到280℃，加压至8MPa；并在此状态下保温30min后停止加热。
B3、将步骤A3液化完成后，待其自然冷却到100℃时，通冷却水，加快降温速度。待反应釜冷却至室温(25℃)时，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，用四氯化碳对所得滤液和残渣分别进行萃取和抽提。将液化原液用70ml的四氯化碳萃取四次，然后用旋转蒸发仪在38℃下脱去四氯化碳，同时脱去水和甲醇，得到液化油份A43.44g。液化残渣用四氯化碳抽提至不褪色，抽提液用旋转蒸发仪在38℃下脱去四氯化碳，得到液化油份B 1.96g，液化残渣105℃烘干至恒重，得到残渣2.14g。木材有机质液化率88.13％，合并油份A和B，油份收率为78.28％。
实施例4
一、工艺参数：
水稻秸秆粉 20g
聚苯乙烯树脂 20g
异丙醇用量 408ml
液化温度 245℃
液化保温时间 50min
质量百分浓度为98％的浓硫酸(对玉米秸秆粉，wt％) 1
二、具体工艺过程如下：
A4、将20g绝干水稻秸秆粉、20g的聚苯乙烯树脂、0.11ml浓硫酸(约0.2g)和408ml异丙醇(密度为0.785g/ml)置于带有搅拌器的反应釜中，即催化剂的用量为植物生物质质量的1％，液化剂的加入量为植物生物质与聚酯质量之和的8倍，植物生物质与聚酯质量之比为1∶1。将水稻秸秆粉、聚苯乙烯树脂、催化剂和异丙醇混合均匀，加盖密封后进行升温；加热到245℃，加压至5.5MPa；并在此状态下保温50min后停止加热。
B4、将步骤A4液化完成后，待其自然冷却到100℃时，通冷却水，加快降温速度。待反应釜温度降到室温(25℃)时，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，再用苯对所得滤液和残渣分别进行萃取和抽提。将液化原液用70ml的苯萃取四次，然后用旋转蒸发仪在35℃下脱去苯，同时脱去水和异丙醇，得到液化油份A27.94g。液化残渣用苯抽提至不褪色，抽提液用旋转蒸发仪在35℃下脱去苯，得到液化油份B1.87g，液化残渣105℃烘干至恒重，得到残渣4.82g。水稻秸秆有机质液化率73.23％，合并油份A和B，油份收率为61.52％。
实施例5
一、工艺参数：
玉米秸秆粉 20g
聚碳酸酯 20g
乙醇用量 315ml
液化温度 255℃
液化保温时间 20min
磷酸(对玉米秸秆粉，wt％) 4
二、具体工艺过程如下：
A5、将20g的玉米秸秆粉、20g的聚碳酸酯、0.45ml的磷酸(约0.8g)和315ml的无水乙醇(密度为0.790g/ml)置于带有搅拌器的反应釜中，即催化剂的用量为植物生物质质量的4％，液化剂的加入量为植物生物质与聚酯质量之和的6倍，植物生物质与聚酯质量之比为1∶1。将玉米秸秆粉、聚碳酸酯、催化剂和乙醇混合均匀，加盖密封后进行升温；将反应釜升温至255℃、加压至6MPa，并在此状态下保温20min后停止加热。
B5、将步骤A5液化完成后，待其自然冷却到100℃时，通冷却水，使反应釜冷却至室温(25℃)时，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，用甲苯对所得滤液和残渣分别进行萃取和抽提。将液化原液用70ml的甲苯萃取四次，然后用旋转蒸发仪在35℃下脱去甲苯，同时脱去水和乙醇，得到液化油份A27.59g。液化残渣用甲苯抽提至不褪色，将抽提液用旋转蒸发仪在37℃下脱去甲苯，得到液化油份B1.81g，液化残渣105℃烘干至恒重，得到残渣2.36g。玉米秸秆有机质液化率86.89％，合并油份A和B，油份收率为77.37％。
通过实施例1～5的可以看出，植物生物质和聚酯的混合液化比单独液化植物生物质或废弃聚酯，液化条件更加温和，降低设备的承压负荷，提高设备安全性能，延长设备的使用寿命；提高了植物生物质的液化率，聚酯的液化产物促进植物生物质的液化，提高了废弃聚酯的利用效果；超临界混合液化可以使液化液分子量更小，提高生物油的品质。生物质和聚酯混合超临界流体液化技术，开辟了植物生物质和废弃聚酯利用的新途径。
Claims (5)
1.一种植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化的方法，其特征是该方法包含如下步骤：
a、将植物生物质、聚酯、催化剂和液化剂置于带有搅拌器的反应釜中，液化剂选用C1～C4的一元醇，催化剂的用量为植物生物质质量的1％～10％，液化剂的加入量为植物生物质与聚酯质量之和的4～8倍，植物生物质与聚酯质量之比为2/1～2/4，将反应釜升温至230～280℃、加压至5～8MPa，并在此状态下保温5～40min；
b、将步骤a液化完成后，待其自然冷却到1 00℃时，通冷却水，使反应釜冷却至室温，将反应釜内的混合反应物用布氏漏斗过滤，再用萃取剂和抽提剂对所得滤液和残渣分别进行萃取和抽提，将所得萃取液和抽提液用旋转蒸发仪在35～40℃条件下进行蒸馏，蒸馏后留在蒸馏烧瓶中的产物即为生物质液化油。
2.如权利要求1所述的植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化的方法，其特征是：所述的植物生物质为含有纤维素、半纤维素和木质素的木质纤维类物质。
3.如权利要求1所述的植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化的方法，其特征是：所述的催化剂为碳酸钠、氢氧化钠、硫化钠、质量百分浓度为98％的浓硫酸或磷酸。
4.如权利要求1所述的植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化的方法，其特征是：所述的废弃聚酯为聚碳酸酯、酚醛树脂、聚苯乙烯树脂或ABS塑料。
5.如权利要求1所述的植物生物质和废弃聚酯混合超临界流体液化的方法，其特征是：所述的液化溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
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| DE4446964C2 (de) * | 1993-12-28 | 2002-07-04 | Toshiba Kawasaki Kk | Verfahren und Vorrichtung zum pyrolytischen Zersetzen von Kunststoffabfall |
| CN1687315A (zh) * | 2005-04-19 | 2005-10-26 | 华东理工大学 | 生物质的超临界液化方法 |
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